Mathematik

Diagramme verstehen, auswählen und kritisch prüfen

Diagramme verstehen, auswählen und kritisch prüfen
Diagramme verstehen, auswählen und kritisch prüfen
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Diagramme stellen Daten anschaulich dar. Damit du sie richtig nutzt, musst du zuerst das Darstellungsziel erkennen, dann Achsen und Maßstab prüfen und erst danach eine Aussage formulieren.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!

Welche Diagrammart passt zur Frage?

Frage zuerst: Was soll das Diagramm sichtbar machen? Nicht jede Diagrammart passt zu jeder Aussage.

DarstellungszielPassende DiagrammartTypische Frage
Kategorien vergleichenSäulen- oder BalkendiagrammWelche Kategorie hat den größten Wert?
Anteile eines Ganzen zeigenKreis- oder StreifendiagrammWie verteilt sich das Ganze?
Entwicklung verfolgenLinien- oder KurvendiagrammWie verändert sich ein Wert mit der Zeit?
Beziehung zweier Größen untersuchenStreudiagrammTreten hohe Werte beider Größen gemeinsam auf?
Verteilung vieler Messwerte untersuchenHistogramm oder BoxplotWo häufen sich die Werte und wie stark streuen sie?
Definition

Säulen- und Balkendiagramm

Ein Säulendiagramm zeigt Werte durch senkrechte Rechtecke. Ein Balkendiagramm verwendet waagerechte Rechtecke und ist besonders übersichtlich, wenn Kategorienamen lang sind. Höhe oder Länge müssen proportional zum dargestellten Wert sein.

Definition

Liniendiagramm

Ein Liniendiagramm verbindet Datenpunkte entlang einer geordneten Achse. Meist steht die Zeit auf der waagerechten Achse. Die Linie macht Verlauf und Trend sichtbar.

Definition

Streudiagramm

In einem Streudiagramm steht jeder Punkt für ein Wertepaar aus zwei numerischen Größen. Eine Punktewolke kann auf einen Zusammenhang hinweisen. Sie beweist aber nicht, dass eine Größe die andere verursacht.

Definition

Histogramm und Boxplot

Ein Histogramm fasst viele numerische Messwerte in Zahlenintervalle, sogenannte Klassen, zusammen und zeigt deren Häufigkeiten. Ein Boxplot verdichtet eine Verteilung mithilfe von Minimum, Quartilen, Median und Maximum. Dadurch werden Lage und Streuung der Werte sichtbar.

Beispiel

Eine Klasse erfasst die Tageshöchsttemperatur an fünf aufeinanderfolgenden Tagen. Ein Liniendiagramm passt, weil die zeitliche Entwicklung im Mittelpunkt steht.

Für die Lieblingsfächer derselben Klasse ist ein Balkendiagramm geeigneter: Hier werden ungeordnete Kategorien verglichen, und längere Fachnamen bleiben gut lesbar.

Teste dich
Frage 1 von 2LeichtWelches Diagramm eignet sich am besten für die Temperaturentwicklung einer Woche?
Lösung: Liniendiagramm — Die Tage bilden eine geordnete Zeitachse. Eine Linie macht die Veränderung zwischen den Messzeitpunkten sichtbar.
Frage 2 von 2MittelDu willst die Anzahlen verschiedener Haustierarten vergleichen. Welche Wahl ist sinnvoll?
Lösung: Balken- oder Säulendiagramm — Kategorien und ihre Häufigkeiten lassen sich durch Balken oder Säulen direkt vergleichen.
Wie liest du ein Diagramm zuverlässig?

Gehe in einer festen Reihenfolge vor:

  1. Lies Titel und Fragestellung.
  2. Bestimme die dargestellten Größen.
  3. Prüfe Achsenbeschriftungen und Einheiten.
  4. Untersuche die Skalierung: In welchen Schritten steigen die Werte?
  5. Lies einzelne Werte ab.
  6. Vergleiche Werte oder beschreibe den Verlauf.
  7. Trenne Beobachtung und Deutung.
Beispiel

Ein Säulendiagramm zeigt verkaufte Obstkisten. Die Säule für Äpfel ist am höchsten.

Die sichere Beobachtung lautet: „Äpfel haben im dargestellten Zeitraum den größten Wert.“

Die Aussage „Äpfel sind grundsätzlich das beliebteste Obst“ geht weiter als die Daten. Das Diagramm zeigt nur die erfassten Verkäufe in dem angegebenen Zeitraum.

Merke

Beschreibe zuerst, was du ablesen kannst. Deute anschließend nur das, was durch Titel, Zeitraum, Einheit und Daten gedeckt ist.

Lückentext

Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.

Vor dem Ablesen prüfst du die , die und die . Erst danach vergleichst du die Werte.

Lösungen: Lücke 1: Achsenbeschriftung; Lücke 2: Einheit; Lücke 3: Skalierung. Achsenbeschriftung, Einheit und Skalierung bestimmen, was die dargestellten Längen oder Höhen tatsächlich bedeuten.
Wie erstellst du ein korrektes Diagramm?

Für ein Säulen- oder Balkendiagramm brauchst du geordnete Daten, einen sinnvollen Maßstab und vollständige Beschriftungen.

Säulen und Balken zeichnen

  1. Ordne die Daten in einer Tabelle.
  2. Entscheide zwischen senkrechten Säulen und waagerechten Balken.
  3. Wähle einen Maßstab, bei dem alle Werte gut ablesbar sind.
  4. Beschrifte Kategorien, Werteachse und Einheit.
  5. Zeichne alle Rechtecke proportional zu den Werten.
  6. Prüfe, ob das Diagramm die Tabelle richtig wiedergibt.
Beispiel

Für die Wohnorte einer Klasse gelten diese Häufigkeiten:

WohnortZahl der Kinder
Gohlis5
Lößnig3
Connewitz8
Grünau4
Lindenau6

Du kannst den Maßstab „1 Kästchen entspricht 1 Kind“ wählen. Auf der waagerechten Achse stehen die Wohnorte, auf der senkrechten Achse steht „Zahl der Kinder“. Die Säulen erhalten entsprechend die Höhen 5, 3, 8, 4 und 6.

Kreisdiagramme berechnen

Ein Kreisdiagramm zeigt Teile eines Ganzen. Der ganze Kreis entspricht 100 % und 360°.

Für einen Anteil gilt:

$$Winkel = Anteil : 100 · 360°$$

Liegt statt eines Prozentsatzes eine Häufigkeit vor, bestimmst du zuerst ihren Anteil am Gesamtwert.

Beispiel

Von 40 Kindern wählen 10 eine bestimmte Sportart.

  1. Anteil bestimmen: 10 von 40 sind 25 %.
  2. Winkel berechnen: $25 : 100 · 360° = 90°$.
  3. Einen Kreis zeichnen und vom Mittelpunkt aus einen Winkel von 90° abtragen.
  4. Den Kreissektor eindeutig beschriften.

Der Sektor nimmt damit genau ein Viertel des Kreises ein.

Teste dich
Frage 1 von 2LeichtWelchem Winkel entsprechen 25 % in einem Kreisdiagramm?
Lösung: 90° — Ein Viertel von 360° sind 90°.
Frage 2 von 2MittelWas fehlt einem Säulendiagramm, dessen Höhen korrekt sind, dessen Werteachse aber keine Einheit trägt?
Lösung: Die Bedeutung der abgelesenen Zahlen bleibt unklar. — Erst die Einheit zeigt, ob ein Wert beispielsweise Kinder, Euro, Kilometer oder Grad Celsius bezeichnet.
Wie erkennst du irreführende Darstellungen?

Auch rechnerisch richtige Daten können einen falschen Eindruck erzeugen. Prüfe deshalb nicht nur die Werte, sondern auch ihre Darstellung.

Abgeschnittene Achse

Beginnt die Werteachse eines Säulen- oder Balkendiagramms weit über null, wirken kleine Unterschiede übermäßig groß. Die Rechtecklänge stellt dann nicht mehr anschaulich den vollständigen Wert dar.

Bei einem Liniendiagramm kann ein begrenzter Achsenausschnitt sinnvoll sein, um kleine Schwankungen zu erkennen. Der Startwert muss aber deutlich beschriftet sein, damit du die Stärke der Veränderung richtig einschätzen kannst.

Suggestive Skalierung

Unregelmäßige Abstände oder unterschiedlich große Skalenschritte können Vergleiche verzerren. Prüfe, ob gleiche Strecken auf einer Achse auch gleiche Wertunterschiede bedeuten.

Verzerrende Bildsymbole

Werden Bildsymbole zugleich höher und breiter gezeichnet, wächst ihre Fläche in zwei Richtungen. Ein größeres Symbol kann deshalb viel stärker wirken, als der Zahlenunterschied rechtfertigt.

Unklare Prozentbasis

Eine Prozentangabe ist erst verständlich, wenn du weißt, worauf sie sich bezieht. Frage: Prozent wovon? Verschiedene Grundgesamtheiten dürfen nicht ohne Erklärung verglichen werden.

Ungünstige Klassen im Histogramm

Ein Histogramm fasst Messwerte zu Zahlenintervallen, den sogenannten Klassen, zusammen. Andere Klassengrenzen können die Form der Verteilung anders erscheinen lassen. Prüfe deshalb die Klassenintervalle, bevor du Häufungen deutest.

Beispiel

Eine Überschrift behauptet: „Gruppe B liegt deutlich vor Gruppe A.“ Im Säulendiagramm beginnt die Werteachse jedoch erst knapp unter beiden Werten.

Dein Urteil sollte zwei Teile enthalten:

  • Beobachtung: Gruppe B besitzt den höheren dargestellten Wert.
  • Kritik: Der abgeschnittene Achsenbereich lässt den Unterschied optisch größer erscheinen. Für die Stärke des Unterschieds musst du die Zahlen selbst vergleichen.
Teste dich
Frage 1 von 3LeichtWelche Angabe brauchst du, um „60 % stimmen zu“ richtig einzuordnen?
Lösung: Die Grundgesamtheit, auf die sich die 60 % beziehen — Prozentwerte brauchen eine eindeutige Basis, beispielsweise alle Befragten oder nur eine ausgewählte Teilgruppe.
Frage 2 von 3MittelZwei Säulen unterscheiden sich nur wenig. Die Werteachse beginnt kurz unter dem kleineren Wert. Was ist die beste Beurteilung?
Lösung: Die Darstellung kann den Unterschied optisch übertreiben. — Eine abgeschnittene Werteachse vergrößert den sichtbaren Abstand. Die Zahlen können korrekt sein, während der Eindruck verzerrt ist.
Frage 3 von 3SchwerIn einem Streudiagramm treten längere Lernzeiten häufig zusammen mit besseren Ergebnissen auf. Was darfst du daraus schließen?
Lösung: Die Daten zeigen einen möglichen Zusammenhang, aber noch keine Ursache. — Eine Punktewolke kann einen Zusammenhang erkennen lassen. Andere Einflüsse oder Ausnahmen bleiben trotzdem möglich.
Karteikasten
Karteikasten

Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Diagramme
    • auswählen
      • Kategorien vergleichen: Säulen oder Balken
      • Anteile zeigen: Kreis oder Streifen
      • Verlauf zeigen: Linie
      • Beziehung untersuchen: Streudiagramm
      • Verteilung untersuchen: Histogramm oder Boxplot
    • lesen
      • Titel, Achsen und Einheiten prüfen
      • Skalierung beachten
      • Beobachtung von Deutung trennen
    • erstellen
      • Daten ordnen
      • Maßstab wählen
      • vollständig beschriften
      • Werte proportional darstellen
    • kritisch prüfen
      • abgeschnittene Achse
      • suggestive Skalierung
      • verzerrende Bildsymbole
      • unklare Prozentbasis
Abschluss-Check
Teste dich
Frage 1 von 3LeichtWelches Diagramm zeigt am besten, wie sich ein Messwert über mehrere Tage verändert?
Lösung: Liniendiagramm — Eine geordnete Zeitachse und verbundene Messpunkte machen den Verlauf sichtbar.
Frage 2 von 3MittelEin Kreisdiagramm soll einen Anteil von 25 % darstellen. Welche Planung ist richtig?
Lösung: Einen Kreissektor mit 90° einzeichnen — Für den Winkel gilt: 25 : 100 · 360° = 90°.
Frage 3 von 3SchwerEin Bilddiagramm zeigt für 20 Einheiten ein Symbol, das doppelt so hoch und doppelt so breit ist wie das Symbol für 10 Einheiten. Was solltest du kritisieren?
Lösung: Die vergrößerte Fläche lässt den Unterschied stärker wirken, als der Zahlenvergleich allein zeigt. — Werden Höhe und Breite gemeinsam vergrößert, wächst die sichtbare Fläche in zwei Richtungen. Vergleiche deshalb die angegebenen Zahlen und prüfe die Symbolskalierung.

Du kannst ein Diagramm sicher beurteilen, wenn du drei Fragen beantwortest: Was wird dargestellt? Wie wird es dargestellt? Welche Aussage erlauben die Daten wirklich?

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